(57)【要約】【課題】効率的にメンテナンスすることができ、外観デザイン的にも優れている主軸装置を提供する。【解決手段】主軸装置１は、ハウジング１０側に固設された第１部材２１と、主軸１２側に固設された第２部材２２と、ハウジング１０内に配設される第３部材２３と、第３部材２３に当接する当接部材３１とからなり、第３部材２３を第１部材２１及び第２部材２２に当接させて主軸１２をハウジング１０に対してクランプする一方、当接部材３１により第３部材２３を第１部材２１及び第２部材２２から離隔させて主軸１２をハウジング１０に対してアンクランプするクランプ機構２０を備える。ハウジング１０の内部には、各油圧室３３，３４と、これらに接続した圧油供給経路３９，４０，３５，３６，３７，３８とが形成され、これらを介して各油圧室３３，３４に供給される圧油により、当接部材３１及び第３部材２３が所定の方向に移動せしめられる。【選択図】図１  
2005177964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持穴が形成されたハウジングと、前記ハウジングの支持穴内に軸中心に回転自在に支持される主軸と、前記主軸を軸中心に回転させる回転駆動機構と、前記ハウジングに対し前記主軸をクランプして非回転とするクランプ機構とからなり、前記ハウジングは、その前端部側の支持穴の内周面に開口し、その円周方向に形成された第１凹部と、前記第１凹部の一方の側壁に開口し、その円周方向に環状に形成された第２凹部とを備えた主軸装置において、
前記クランプ機構は、
前記主軸の軸線と同軸となった環状の部材からなり、その一方端面に内周面側から外周面側にかけて放射状に歯が形成された第１部材，第２部材及び第３部材を備え、前記第１部材及び第２部材が前記第１凹部内に配置されて、前記第２部材が前記第１部材の環内に相対回転自在に設けられるとともに、前記第１部材が前記ハウジング側に固設される一方、前記第２部材が前記主軸側に固設され、前記第３部材が前記第２凹部内に嵌挿されて、前記主軸の軸線と平行な方向であり、且つ前記第１部材及び第２部材に対して接近する方向の第１方向並びに前記第１部材及び第２部材から離隔する方向の第２方向に移動自在に設けられ、前記第１部材及び第２部材の前記各一方端面と前記第３部材の前記一方端面とが相互に対向して設けられ、
更に、前記第３部材を前記第１方向に移動させて、前記歯を相互に噛合させる一方、前記第３部材を前記第２方向に移動させて、前記歯の噛合を解除する直線駆動機構を備えてなり、
前記直線駆動機構は、
一方端面から突出した、先端が前記第３部材の一方端面に当接する当接部を有し、前記第１方向及び第２方向に移動自在に、且つ前記第１部材を挟んで前記第３部材と対向して、前記ハウジング内に前記第３部材の円周方向に所定の間隔で配設されるとともに、前記第２方向に移動したときに、前記当接部により前記第３部材を前記第２方向に移動させる複数の当接部材と、
前記各当接部材を前記第２方向に移動させる一方、前記第３部材を前記第１方向に移動させるための圧油供給手段とを備え、
前記第１部材には、その一方端面から他方端面に貫通し、前記当接部材の当接部が前記第１方向及び第２方向に移動自在に挿通される複数の貫通穴が形成され、
前記ハウジング内には、
前記第１凹部の他方の側壁に開口し、前記当接部材が前記第１方向及び第２方向に移動自在に嵌挿される複数の第３凹部と、
前記各第３凹部内の前記各当接部材の他方端面側にそれぞれ設けられた複数の第１油圧室と、
前記第２凹部内の前記第３部材の他方端面側に設けられた第２油圧室と、
前記各第１油圧室に連通するとともに、前記ハウジング後端部外面に開口する第１供給流路と、
前記第２油圧室に連通するとともに、前記ハウジング後端部外面に開口する第２供給流路とが形成され、
前記圧油供給手段は、
前記ハウジングの外部に設けられ、前記開口部から前記第１供給流路に接続する第１接続流路、及び前記ハウジングの外部に設けられ、前記開口部から前記第２供給流路に接続する第２接続流路を具備し、該各接続流路及び各供給流路を介して、前記各第１油圧室及び第２油圧室内に圧油を供給するとともに、前記第１油圧室内に圧油を供給したときに、前記当接部材を前記第２方向に移動させる一方、前記第２油圧室内に圧油を供給したときに、前記第３部材を前記第１方向に移動させるように構成されてなることを特徴とする主軸装置。
【請求項２】
支持穴が形成されたハウジングと、前記ハウジングの支持穴内に軸中心に回転自在に支持される主軸と、前記主軸を軸中心に回転させる回転駆動機構と、前記ハウジングに対し前記主軸をクランプして非回転とするクランプ機構とからなり、前記ハウジングは、その前端部側の支持穴の内周面に開口し、その円周方向に形成された第１凹部と、前記第１凹部の一方の側壁に開口し、その円周方向に環状に形成された第２凹部とを備えた主軸装置において、
前記クランプ機構は、
前記主軸の軸線と同軸となった環状の部材からなり、その一方端面に内周面側から外周面側にかけて放射状に歯が形成された第１部材，第２部材及び第３部材を備え、前記第１部材及び第２部材が前記第１凹部内に配置されて、前記第２部材が前記第１部材の環内に相対回転自在に設けられるとともに、前記第１部材が前記ハウジング側に固設される一方、前記第２部材が前記主軸側に固設され、前記第３部材が前記第２凹部内に嵌挿されて、前記主軸の軸線と平行な方向であり、且つ前記第１部材及び第２部材に対して接近する方向の第１方向並びに前記第１部材及び第２部材から離隔する方向の第２方向に移動自在に設けられ、前記第１部材及び第２部材の前記各一方端面と前記第３部材の前記一方端面とが相互に対向して設けられ、
更に、前記第３部材を前記第１方向に移動させて、前記歯を相互に噛合させる一方、前記第３部材を前記第２方向に移動させて、前記歯の噛合を解除する直線駆動機構を備えてなり、
前記第３部材には、その外周面又は内周面に鍔部が形成され、
前記ハウジング内には、
前記第２凹部の外周面又は内周面に開口するとともに、その円周方向に設けられ、前記第３部材の鍔部が前記第１方向及び第２方向に移動自在に収容される第３凹部と、
前記第３凹部内の前記鍔部の前記第１方向側に設けられた第１油圧室と、
前記第３凹部内の前記鍔部の前記第２方向側、又は前記第２凹部内の前記第３部材の他方端面側に設けられた第２油圧室と、
前記第１油圧室に連通するとともに、前記ハウジング後端部外面に開口する第１供給流路と、
前記第２油圧室に連通するとともに、前記ハウジング後端部外面に開口する第２供給流路とが形成され、
前記直線駆動機構は、
前記ハウジングの外部に設けられ、前記開口部から前記第１供給流路に接続する第１接続流路、及び前記ハウジングの外部に設けられ、前記開口部から前記第２供給流路に接続する第２接続流路を具備し、該各接続流路及び各供給流路を介して、前記第１油圧室及び第２油圧室内に圧油を供給するとともに、前記第１油圧室内に圧油を供給したときに、前記第３部材を前記第２方向に移動させる一方、前記第２油圧室内に圧油を供給したときに、前記第３部材を前記第１方向に移動させる圧油供給手段からなることを特徴とする主軸装置。
【請求項３】
前記ハウジングの支持穴には、内部が中空となった円筒状の円筒部材が嵌挿されるとともに、該ハウジングの支持穴の内周面及び／又は円筒部材の外周面には、第１及び第２の２条の環状溝が形成されてなり、
前記第１環状溝は、前記第１供給流路の一部を構成する一方、前記第２環状溝は、前記第２供給流路の一部を構成し、
前記主軸は、前記円筒部材の中空部内に挿通されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の主軸装置。
【請求項４】
前記ハウジングの支持穴には、内部が中空となった円筒状の円筒部材が嵌挿されるとともに、該ハウジングの支持穴の内周面及び／又は円筒部材の外周面には、第１及び第２の２条の螺旋溝が形成されてなり、
前記第１螺旋溝は、前記第１供給流路の一部を構成する一方、前記第２螺旋溝は、前記第２供給流路の一部を構成し、
前記主軸は、前記円筒部材の中空部内に挿通されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に配設される主軸装置であって、ハウジングに軸中心に回転自在に支持される主軸を、当該ハウジングに対しクランプして非回転とするクランプ機構を備えた主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主軸装置として、図４に示すような構造を備えたものが知られており、この主軸装置１００は、同図４に示すように、支持穴１０１ａを備えたハウジング１０１と、ハウジング１０１の支持穴１０１ａ内に軸受１０２を介して軸中心に回転自在に支持され、工具Ｔを保持する主軸１０３と、主軸１０３を軸中心に回転させる駆動モータ（図示せず）と、ハウジング１０１に対し主軸１０３をクランプして非回転とするクランプ機構１０５などから構成される（特開平１１−１８８５０６号公報参照）。
【０００３】
前記ハウジング１０１は、その前端部側（主軸１０３先端部側）の支持穴１０１ａの内周面に開口し、その円周方向に形成された第１凹部１０１ｂと、第１凹部１０１ｂのハウジング１０１前端部側の側壁に開口し、その円周方向に環状に形成された第２凹部１０１ｃとを備える。
【０００４】
前記クランプ機構１０５は、主軸１０３の軸線１０３ａと同軸となった環状の部材からなり、その一方端面に内周面側から外周面側にかけて放射状に歯が形成された第１カップリング１０６，第２カップリング１０７及び第３カップリング１０８と、第３カップリング１０８を一方向に付勢するばね体１０９などを備えている。
【０００５】
前記第１カップリング１０６及び第２カップリング１０７は、第１凹部１０１ｂ内に配置されて、第２カップリング１０７が第１カップリング１０６の環内に相対回転自在に設けられており、第１カップリング１０６がハウジング１０１側に固設されて非回転となっている一方、第２カップリング１０７が主軸１０３側に固設されて当該主軸１０３とともに一体的に回転するようになっている。
【０００６】
前記第３カップリング１０８は、その一方端面が第１カップリング１０６及び第２カップリング１０７の各一方端面と相互に対向するように配設されるとともに、第２凹部１０１ｃ内に嵌挿されて、主軸１０３の軸線１０３ａと平行な矢示Ｃ方向及び矢示Ｄ方向に移動自在に設けられる。
【０００７】
前記ばね体１０９は、第１カップリング１０６，第３カップリング１０８及びハウジング１０１の各部材にまたがって形成された配設穴１１０内に配置されており、第３カップリング１０８の一方端面に当接してこれを矢示Ｃ方向に付勢する。また、第３カップリング１０８の他方端面と第２凹部１０１ｃの矢示Ｃ方向側の面との間には、油圧室１１１が形成され、この油圧室１１１内には、図示しない圧油供給装置から圧油が適宜供給される。
【０００８】
即ち、ハウジング１０１には、油圧室１１１に接続し、この油圧室１１１近傍のハウジング１０１前端部側外周面に開口する供給流路（図示せず）が形成され、この供給流路（図示せず）には、圧油供給装置（図示せず）からの接続管（図示せず）が接続されており、当該接続管（図示せず）及び供給流路（図示せず）を介して、圧油供給装置（図示せず）から圧油が油圧室１１１内に供給される。
【０００９】
そして、油圧室１１１内に圧油が供給されると、第３カップリング１０８が圧油により矢示Ｄ方向に押圧されてばね体１０９の付勢力に抗して移動し、これにより、第１カップリング１０６，第２カップリング１０７及び第３カップリング１０８の各歯が相互に噛合して、主軸１０３がハウジング１０１に対して非回転の状態にクランプされる。
【００１０】
一方、油圧室１１１への圧油の供給が停止されると、第３カップリング１０８がばね体１０９により矢示Ｃ方向に付勢されて移動し、これにより、第１カップリング１０６，第２カップリング１０７及び第３カップリング１０８の各歯の噛合が解除されて、主軸１０３がハウジング１０１に対して回転可能な状態にアンクランプされる。
【００１１】
尚、図４において、主軸１０３の軸線１０３ａよりも上側部分は、主軸１０３がクランプされているときの状態を示したものであり、下側部分は、主軸１０３がアンクランプされているときの状態を示したものである。
【００１２】
また、前記供給流路（図示せず）は、第２凹部１０１ｃの円周方向等間隔な位置で油圧室１１１に接続するようにその複数が形成され、これに対応して複数の接続管（図示せず）が当該供給流路（図示せず）にそれぞれ接続しており、圧油供給装置（図示せず）から供給される圧油によって、第３カップリング１０８全体が略均等な力で押圧されるようになっている。これにより、第３カップリング１０８が矢示Ｄ方向に円滑に移動せしめられる。また、同様に、ばね体１０９についても、第３カップリング１０８全体が略均等な力で矢示Ｃ方向に付勢されるように当該第３カップリング１０８の円周方向等間隔に配設される。
【００１３】
この主軸装置１００によれば、図４に示すようなバイトなどの非回転工具（旋削工具）を用いてワークを加工するときに、当該工具を所定の回転角度位置に割り出す必要がある場合には、主軸１０３は、まず、アンクランプされた後、駆動モータ（図示せず）によって軸中心に前記所定の回転角度位置まで回転せしめられ、ついで、クランプされると、主軸１０３がハウジング１０１に対して当該回転角度位置に位置決めされる。
【００１４】
その一方、エンドミルやフライスなどの回転工具を用いてワークを加工するときには、主軸１０３は、アンクランプされた後、駆動モータ（図示せず）によって軸中心に回転せしめられる。
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−１８８５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、上記従来の主軸装置１００では、上述のように、前記供給流路（図示せず）は、その一方端側が油圧室１１１に接続し、その他方端側が油圧室１１１近傍のハウジング１０１前端部側外周面に開口するように形成されており、圧油供給経路の大部分がハウジング１０１の外部に設けられて、接続管（図示せず）としてハウジング１０１の外周部周辺に配置されているため、作業者が当該主軸装置１００のメンテナンスを実施しているときなどに誤って接続管（図示せず）を損傷させる恐れがあり、主軸装置１００を効率的にメンテナンスすることができないという問題や、外観デザイン的にも好ましくないという問題があった。
【００１７】
また、第３カップリング１０８全体が略均等な力で押圧されるように、複数の供給流路（図示せず）及び接続管（図示せず）を設けているので、上記のような問題がより顕著となる。
【００１８】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、効率的にメンテナンスすることができ、外観デザイン的にも優れている主軸装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するための本発明は、支持穴が形成されたハウジングと、前記ハウジングの支持穴内に軸中心に回転自在に支持される主軸と、前記主軸を軸中心に回転させる回転駆動機構と、前記ハウジングに対し前記主軸をクランプして非回転とするクランプ機構とからなり、前記ハウジングは、その前端部側の支持穴の内周面に開口し、その円周方向に形成された第１凹部と、前記第１凹部の一方の側壁に開口し、その円周方向に環状に形成された第２凹部とを備えた主軸装置において、
前記クランプ機構は、
前記主軸の軸線と同軸となった環状の部材からなり、その一方端面に内周面側から外周面側にかけて放射状に歯が形成された第１部材，第２部材及び第３部材を備え、前記第１部材及び第２部材が前記第１凹部内に配置されて、前記第２部材が前記第１部材の環内に相対回転自在に設けられるとともに、前記第１部材が前記ハウジング側に固設される一方、前記第２部材が前記主軸側に固設され、前記第３部材が前記第２凹部内に嵌挿されて、前記主軸の軸線と平行な方向であり、且つ前記第１部材及び第２部材に対して接近する方向の第１方向並びに前記第１部材及び第２部材から離隔する方向の第２方向に移動自在に設けられ、前記第１部材及び第２部材の前記各一方端面と前記第３部材の前記一方端面とが相互に対向して設けられ、
更に、前記第３部材を前記第１方向に移動させて、前記歯を相互に噛合させる一方、前記第３部材を前記第２方向に移動させて、前記歯の噛合を解除する直線駆動機構を備えてなり、
前記直線駆動機構は、
一方端面から突出した、先端が前記第３部材の一方端面に当接する当接部を有し、前記第１方向及び第２方向に移動自在に、且つ前記第１部材を挟んで前記第３部材と対向して、前記ハウジング内に前記第３部材の円周方向に所定の間隔で配設されるとともに、前記第２方向に移動したときに、前記当接部により前記第３部材を前記第２方向に移動させる複数の当接部材と、
前記各当接部材を前記第２方向に移動させる一方、前記第３部材を前記第１方向に移動させるための圧油供給手段とを備え、
前記第１部材には、その一方端面から他方端面に貫通し、前記当接部材の当接部が前記第１方向及び第２方向に移動自在に挿通される複数の貫通穴が形成され、
前記ハウジング内には、
前記第１凹部の他方の側壁に開口し、前記当接部材が前記第１方向及び第２方向に移動自在に嵌挿される複数の第３凹部と、
前記各第３凹部内の前記各当接部材の他方端面側にそれぞれ設けられた複数の第１油圧室と、
前記第２凹部内の前記第３部材の他方端面側に設けられた第２油圧室と、
前記各第１油圧室に連通するとともに、前記ハウジング後端部外面に開口する第１供給流路と、
前記第２油圧室に連通するとともに、前記ハウジング後端部外面に開口する第２供給流路とが形成され、
前記圧油供給手段は、
前記ハウジングの外部に設けられ、前記開口部から前記第１供給流路に接続する第１接続流路、及び前記ハウジングの外部に設けられ、前記開口部から前記第２供給流路に接続する第２接続流路を具備し、該各接続流路及び各供給流路を介して、前記各第１油圧室及び第２油圧室内に圧油を供給するとともに、前記第１油圧室内に圧油を供給したときに、前記当接部材を前記第２方向に移動させる一方、前記第２油圧室内に圧油を供給したときに、前記第３部材を前記第１方向に移動させるように構成されてなることを特徴とする主軸装置に係る。
【００２０】
この発明によれば、以下に説明するようにして、主軸は、第１部材，第２部材及び第３部材と、当接部材及び圧油供給手段を備えた直線駆動機構とからなるクランプ機構により、前記ハウジングに対して非回転の状態にクランプされる一方、軸中心に回転可能な状態にアンクランプされる。
【００２１】
即ち、具体的には、主軸をクランプする場合には、第２接続流路及び第２供給流路を介して圧油供給手段から圧油を第２油圧室内に供給すると、供給された圧油により、第３部材の他方端面が押圧されて当該第３部材が第１方向に移動し、即ち、第３部材が第１部材及び第２部材に対して接近し、これにより、第１部材，第２部材及び第３部材の各歯が相互に噛合して、主軸がハウジングに対して非回転の状態にクランプされる。
【００２２】
一方、主軸をアンクランプする場合には、第１接続流路及び第１供給流路を介して圧油供給手段から圧油を各第１油圧室内に供給すると、供給された圧油により、各当接部材の他方端面が押圧されて当該当接部材が第２方向に移動するため、各当接部材の当接部によって第３部材の一方端面が押圧されて当該第３部材が第２方向に移動し、即ち、当該第３部材が第１部材及び第２部材から離隔し、これにより、第１部材，第２部材及び第３部材の各歯の噛合が解除されて、主軸がハウジングに対して回転可能な状態にアンクランプされる。
【００２３】
そして、主軸がアンクランプされた状態にあるときには、当該主軸が回転駆動機構によって軸中心に回転せしめられ、また、主軸が回転駆動機構によって所定の回転角度位置まで回転せしめられた後、クランプされると、当該主軸がハウジングに対して所定の回転角度位置に位置決めされる。
【００２４】
尚、第１供給流路及び第２供給流路は、ハウジング前端部側に形成された各第１油圧室及び第２油圧室に連通するとともに、ハウジング後端部外面に開口するように設けられており、ハウジング部における各油圧室への圧油供給経路が、当該ハウジングの内部に形成されている。
【００２５】
また、本発明は、支持穴が形成されたハウジングと、前記ハウジングの支持穴内に軸中心に回転自在に支持される主軸と、前記主軸を軸中心に回転させる回転駆動機構と、前記ハウジングに対し前記主軸をクランプして非回転とするクランプ機構とからなり、前記ハウジングは、その前端部側の支持穴の内周面に開口し、その円周方向に形成された第１凹部と、前記第１凹部の一方の側壁に開口し、その円周方向に環状に形成された第２凹部とを備えた主軸装置において、
前記クランプ機構は、
前記主軸の軸線と同軸となった環状の部材からなり、その一方端面に内周面側から外周面側にかけて放射状に歯が形成された第１部材，第２部材及び第３部材を備え、前記第１部材及び第２部材が前記第１凹部内に配置されて、前記第２部材が前記第１部材の環内に相対回転自在に設けられるとともに、前記第１部材が前記ハウジング側に固設される一方、前記第２部材が前記主軸側に固設され、前記第３部材が前記第２凹部内に嵌挿されて、前記主軸の軸線と平行な方向であり、且つ前記第１部材及び第２部材に対して接近する方向の第１方向並びに前記第１部材及び第２部材から離隔する方向の第２方向に移動自在に設けられ、前記第１部材及び第２部材の前記各一方端面と前記第３部材の前記一方端面とが相互に対向して設けられ、
更に、前記第３部材を前記第１方向に移動させて、前記歯を相互に噛合させる一方、前記第３部材を前記第２方向に移動させて、前記歯の噛合を解除する直線駆動機構を備えてなり、
前記第３部材には、その外周面又は内周面に鍔部が形成され、
前記ハウジング内には、
前記第２凹部の外周面又は内周面に開口するとともに、その円周方向に設けられ、前記第３部材の鍔部が前記第１方向及び第２方向に移動自在に収容される第３凹部と、
前記第３凹部内の前記鍔部の前記第１方向側に設けられた第１油圧室と、
前記第３凹部内の前記鍔部の前記第２方向側、又は前記第２凹部内の前記第３部材の他方端面側に設けられた第２油圧室と、
前記第１油圧室に連通するとともに、前記ハウジング後端部外面に開口する第１供給流路と、
前記第２油圧室に連通するとともに、前記ハウジング後端部外面に開口する第２供給流路とが形成され、
前記直線駆動機構は、
前記ハウジングの外部に設けられ、前記開口部から前記第１供給流路に接続する第１接続流路、及び前記ハウジングの外部に設けられ、前記開口部から前記第２供給流路に接続する第２接続流路を具備し、該各接続流路及び各供給流路を介して、前記第１油圧室及び第２油圧室内に圧油を供給するとともに、前記第１油圧室内に圧油を供給したときに、前記第３部材を前記第２方向に移動させる一方、前記第２油圧室内に圧油を供給したときに、前記第３部材を前記第１方向に移動させる圧油供給手段からなることを特徴とする主軸装置に係る。
【００２６】
この発明によれば、主軸をクランプする場合には、第２接続流路及び第２供給流路を介して圧油供給手段から圧油を第２油圧室内に供給すると、供給された圧油により、鍔部の第２方向側の面又は第３部材の他方端面が押圧されて第３部材が第１方向に移動し、即ち、第３部材が第１部材及び第２部材に対して接近し、これにより、第１部材，第２部材及び第３部材の各歯が相互に噛合して、主軸がハウジングに対して非回転の状態にクランプされる。
【００２７】
一方、主軸をアンクランプする場合には、第１接続流路及び第１供給流路を介して圧油供給手段から圧油を第１油圧室内に供給すると、供給された圧油により、鍔部の第１方向側の面が押圧されて第３部材が第２方向に移動し、即ち、当該第３部材が第１部材及び第２部材から離隔し、これにより、第１部材，第２部材及び第３部材の各歯の噛合が解除されて、主軸がハウジングに対して回転可能な状態にアンクランプされる。
【００２８】
そして、上記と同様に、主軸がアンクランプされた状態にあるときには、当該主軸が回転駆動機構によって軸中心に回転せしめられ、また、主軸が回転駆動機構によって所定の回転角度位置まで回転せしめられた後、クランプされると、当該主軸がハウジングに対して所定の回転角度位置に位置決めされる。
【００２９】
尚、この場合においても、第１供給流路及び第２供給流路は、ハウジング前端部側に形成された第１油圧室及び第２油圧室に連通するとともに、ハウジング後端部外面に開口するように設けられており、ハウジング部における各油圧室への圧油供給経路が、当該ハウジングの内部に形成されている。
【００３０】
また、前記ハウジングの支持穴には、内部が中空となった円筒状の円筒部材が嵌挿されるとともに、該ハウジングの支持穴の内周面及び／又は円筒部材の外周面には、第１及び第２の２条の環状溝が形成されてなり、前記第１環状溝は、前記第１供給流路の一部を構成する一方、前記第２環状溝は、前記第２供給流路の一部を構成し、前記主軸は、前記円筒部材の中空部内に挿通されて構成されていても良い。
【００３１】
このようにすれば、ハウジングの支持穴の内周面には２条の環状溝が形成され、又は、円筒部材の外周面には２条の環状溝が形成され、若しくは、ハウジングの支持穴の内周面には２条の環状溝の一方が形成されるとともに、円筒部材の外周面には２条の環状溝の他方が形成され、当該各環状溝によって第１供給流路及び第２供給流路の一部がそれぞれ構成されるので、当該環状溝から油圧室に接続する複数の流路を、ハウジングの円周方向の所定位置で効果的に分岐することができる。
【００３２】
そして、一方の環状溝から分岐した流路を、第１油圧室に第３凹部の円周方向に所定の間隔でそれぞれ接続するとともに、他方の環状溝から分岐した流路を、第２油圧室に第２凹部又は第３凹部の円周方向に所定の間隔でそれぞれ接続するようにすれば、当該各油圧室に供給される圧油の作用によって、鍔部の第１方向側又は第２方向側の面全体や、第３部材の他方端面全体が略均等な力で押圧され、これにより、第３部材が所定の方向に円滑に移動せしめられる。
【００３３】
尚、当接部材は、第３部材の円周方向に所定の間隔でそれぞれ配設されているため、各第１油圧室に供給される圧油の、当接部材を介した作用によって、第３部材全体が略均等な力で押圧され、第３部材は第２方向に円滑に移動せしめられる。
【００３４】
また、前記ハウジングの支持穴には、内部が中空となった円筒状の円筒部材が嵌挿されるとともに、該ハウジングの支持穴の内周面及び／又は円筒部材の外周面には、第１及び第２の２条の螺旋溝が形成されてなり、前記第１螺旋溝は、前記第１供給流路の一部を構成する一方、前記第２螺旋溝は、前記第２供給流路の一部を構成し、前記主軸は、前記円筒部材の中空部内に挿通されて構成されていても良く、上記環状溝を設けた場合と同様の作用が得られる他、当該螺旋溝内を流通する圧油によってハウジングや主軸などが冷却される。
【発明の効果】
【００３５】
斯くして、本発明に係る主軸装置によれば、第１供給流路及び第２供給流路が、ハウジング前端部側の第１油圧室及び第２油圧室に連通するとともに、ハウジング後端部外面に開口するように設けられ、ハウジング部における各油圧室への圧油供給経路が、従来のように、ハウジングの外部に配置されることなく、当該ハウジング内に形成されているので、当該主軸装置のメンテナンスの容易化を図ることができ、また、外観デザイン的にも優れたものとすることができる。
【００３６】
また、第１供給流路及び第２供給流路の一部を、２条の螺旋溝から構成するようにすれば、当該各螺旋溝内を流通する圧油によってハウジングや主軸などを冷却することができるので、主軸を回転自在に支持する軸受や、主軸を回転させる駆動モータなどで発生した熱によってハウジングや主軸が温度上昇するのを効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る主軸装置の概略構成を示した断面図である。
【００３８】
図１に示すように、本例の主軸装置１は、ＮＣ旋盤やマシニングセンタといった工作機械に設けられ、工具Ｔを保持するように構成されており、支持穴１０ａが形成されたハウジング１０と、ハウジング１０の支持穴１０ａに支持された軸受１１と、軸受１１によって軸中心に回転自在に支持される主軸１２と、ハウジング１０内に配設され、主軸１２を軸中心に回転させる駆動モータ１３と、ハウジング１０に対し主軸１２をクランプして非回転とするクランプ機構２０などから構成される。
【００３９】
前記主軸１２は、その先端面に開口するテーパ穴１２ａを備えており、このテーパ穴１２ａ内には、バイトなどの非回転工具（旋削工具）や、エンドミル，フライスなどの回転工具といった各種の工具Ｔを保持，固定するためのコレット１４及びドローバ１５などが配設されている。
【００４０】
前記ハウジング１０は、その前端部側（主軸１２先端部側）の支持穴１０ａの内周面に開口し、その円周方向に形成された第１凹部１０ｂと、第１凹部１０ｂのハウジング１０後端部側の側壁に開口し、その円周方向に環状に形成された第２凹部１０ｃとを備える。
【００４１】
前記クランプ機構２０は、主軸１２の軸線１２ｂと同軸となった環状の部材からなるとともに、その一方端面に内周面側から外周面側にかけて放射状に歯が形成された第１カップリング２１，第２カップリング２２及び第３カップリング２３と、第３カップリング２３を第１カップリング２１及び第２カップリング２２に対して接近，離隔させる直線駆動機構３０などを備えている。
【００４２】
前記第１カップリング２１及び第２カップリング２２は、第１凹部１０ｂ内に配置されて、第２カップリング２２が第１カップリング２１の環内に相対回転自在に設けられており、第１カップリング２１がハウジング１０側に固設されて非回転となっている一方、第２カップリング２２が主軸１２側に固設されて当該主軸１２とともに一体的に回転するようになっている。
【００４３】
前記第３カップリング２３は、その一方端面が第１カップリング２１及び第２カップリング２２の各一方端面と相互に対向するように配設されるとともに、第２凹部１０ｃ内に嵌挿されて、主軸１２の軸線１２ｂと平行な矢示Ａ方向及び矢示Ｂ方向に移動自在に設けられる。
【００４４】
尚、第１カップリング２１及び第２カップリング２２の前記一方端面とは反対側の端面と、第１凹部１０ｂのハウジング１０前端部側の側壁との間には、適宜スペーサ２４が設けられており、これらの各端面が当該スペーサ２４に当接している。
【００４５】
前記直線駆動機構３０は、一方端面から突出した、第３カップリング２３の一方端面に当接する当接部３１ａを備え、第１カップリング２１を間に挟んで第３カップリング２３と対向し、且つ主軸１２の軸線１２ｂと平行な方向（矢示Ａ方向及び矢示Ｂ方向）に移動自在に、ハウジング１０内に配設される当接部材３１と、第３カップリング２３を矢示Ａ方向に移動させるとともに、当接部材３１を矢示Ｂ方向に移動させるための圧油供給装置４３などからなる。
【００４６】
尚、前記第１カップリング２１及びスペーサ２４には、主軸１２の軸線と平行な方向に貫通する貫通孔２１ａ，２４ａがそれぞれ形成されて、当接部材３１の当接部３１ａが、これらの各貫通孔２１ａ，２４ａ内に矢示Ａ方向及び矢示Ｂ方向に移動自在に挿通されており、また、前記第３カップリング２３の、当接部材３１の当接部３１ａが当接する部分は、平坦に形成されている。
【００４７】
前記ハウジング１０の支持穴１０ａの内周面には、内部が中空となった円筒状の第１円筒部材３２が嵌挿されており、当該第１円筒部材３２の外周面には、第１，第２及び第３の３条の環状溝３５，３６，４９が形成される。
【００４８】
また、ハウジング１０には、第１凹部１０ｂのハウジング１０前端部側の側壁に開口し、当接部材３１が矢示Ａ方向及び矢示Ｂ方向に移動自在に嵌挿される第３凹部１０ｄと、当接部材３１の他方端面と第３凹部１０ｄの矢示Ａ方向側の面との間に設けられる第１油圧室３３と、第３カップリング２３の他方端面と第２凹部１０ｃの矢示Ｂ方向側の面との間に設けられる第２油圧室３４と、第１環状溝３５と第１油圧室３３とを接続する第１接続孔３７と、第２環状溝３６と第２油圧室３４とを接続する第２接続孔３８と、ハウジング１０の後端部側外周面に開口し、第１環状溝３５及び第２環状溝３６にそれぞれ接続する第１供給孔３９及び第２供給孔４０とが形成されている。尚、第１供給孔３９は、第１接続孔３７の一部を介して第１環状溝３５に接続している。
【００４９】
前記当接部材３１は、その複数が第３カップリング２３の円周方向に所定の間隔で設けられており、このため、当該各当接部材３１に対応して、第３凹部１０ｄ、貫通孔２１ａ，２４ａ、第１油圧室３３及び第１接続孔３７が円周方向に複数形成されている。また、前記第２接続孔３８は、その複数が、第２油圧室３４に第２凹部１０ｃの円周方向に所定の間隔でそれぞれ接続するように形成されている。
【００５０】
前記圧油供給装置４３は、ハウジング１０の外部に設けられ、第１供給孔３９及び第２供給孔４０にそれぞれ接続した第１接続管４１及び第２接続管４２を具備しており、第１接続管４１，第１供給孔３９，第１環状溝３５及び各第１接続孔３７を介して各第１油圧室３３に、第２接続管４２，第２供給孔４０，第２環状溝３６及び各第２接続孔３８を介して第２油圧室３４に、圧油を供給する。
【００５１】
斯くして、第２接続管４２，第２供給孔４０，第２環状溝３６及び各第２接続孔３８を介して圧油供給装置４３から第２油圧室３４内に圧油が供給されると、供給された圧油により、第３カップリング２３の他方端面が押圧されて当該第３カップリング２３が矢示Ａ方向に移動し、即ち、第３カップリング２３が第１カップリング２１及び第２カップリング２２に対して接近し、これにより、第１カップリング２１，第２カップリング２２及び第３カップリング２３の各歯が相互に噛合して、主軸１２がハウジング１０に対して非回転の状態にクランプされる。
【００５２】
一方、第１接続管４１，第１供給孔３９，第１環状溝３５及び各第１接続孔３７を介して圧油供給装置４３から各第１油圧室３３内に圧油が供給されると、供給された圧油により、各当接部材３１の他方端面が押圧されて当該当接部材３１が矢示Ｂ方向に移動するため、各当接部材３１の当接部３１ａによって第３カップリング２３の一方端面が押圧されて当該第３カップリング２３が矢示Ｂ方向に移動し、即ち、当該第３カップリング２３が第１カップリング２１及び第２カップリング２２から離隔し、これにより、第１カップリング２１，第２カップリング２２及び第３カップリング２３の各歯の噛合が解除されて、主軸１２がハウジング１０に対して回転可能な状態にアンクランプされる。
【００５３】
尚、図１において、主軸１２の軸線１２ｂよりも上側部分は、主軸１２がクランプされているときの状態を示したものであり、下側部分は、主軸１２がアンクランプされているときの状態を示したものである。
【００５４】
また、図示はしないが、前記第３環状溝４９には、ハウジング１０の前端面に開口し、当該ハウジング１０の円周方向に所定間隔で形成された複数の第１流路と、ハウジング１０の後端部側外周面に開口する第２流路とが接続しており、各第１流路の開口部にはノズルが取り付けられ、第２流路にはクーラント供給装置が接続している。斯くして、クーラント供給装置から第２流路内に適宜供給されたクーラントは、第２流路，第３環状溝４９及び各第１流路を流通した後、各ノズルの先端部から工具Ｔに向けて吐出される。
【００５５】
前記第１円筒部材３２内には、内部が中空となった円筒状の第２円筒部材１６が、この中空部内に主軸１２が挿通された状態で嵌挿され、当該第２円筒部材１６の外周面には、螺旋状の冷却溝１６ａが形成されており、この冷却溝１６ａの一方端側及び他方端側には、図示しない適宜冷却液循環装置からの配管（図示せず）がそれぞれ接続されている。また、冷却溝１６ａの一方端及び他方端は、図示しない適宜部材によってそれぞれ封止される。
【００５６】
そして、冷却液循環装置（図示せず）から冷却溝１６ａの一方端側に供給された冷却液は、当該冷却溝１６ａに沿って流通した後、冷却溝１６ａの他方端側から冷却液循環装置（図示せず）に還流される。これにより、ハウジング１０や主軸１２などが冷却され、その温度上昇が防止される。
【００５７】
前記駆動モータ１３は、主軸１２の外周面に設けられた回転子１３ａと、この回転子１３ａと所定間隔を隔ててこれを取り囲むように設けられた固定子１３ｂとからなり、固定子１３ｂは、第２円筒部材１６の内周面に固設されている。
【００５８】
以上のように構成された本例の主軸装置１によれば、バイトなどの非回転工具Ｔを用いてワークを加工するときに、当該工具Ｔを所定の回転角度位置に割り出す必要がある場合には、主軸１２がアンクランプされ、次に、駆動モータ１３によって軸中心に所定の回転角度位置まで回転せしめられた後、クランプされ、これにより、当該主軸１２は、ハウジング１０に対して所定の回転角度位置に位置決めされる。
【００５９】
その一方、エンドミルやフライスなどの回転工具Ｔを用いてワークを加工するときには、主軸１２がアンクランプされた後、駆動モータ１３によって軸中心に回転せしめられる。
【００６０】
具体的には、主軸１２をクランプする場合には、第２接続管４２，第２供給孔４０，第２環状溝３６及び各第２接続孔３８を介して圧油供給装置４３から第２油圧室３４内に圧油を供給すると、供給された圧油により、第３カップリング２３が矢示Ａ方向に移動して、各カップリング２１，２２，２３の歯が相互に噛合する。こうして、主軸１２がハウジング１０に対して非回転の状態にクランプされる。
【００６１】
尚、各第２接続孔３８が、第２油圧室３４に第２凹部１０ｃの円周方向に所定の間隔でそれぞれ接続しているため、当該各第２接続孔３８から供給される圧油の作用によって、第３カップリング２３全体が略均等な力で押圧され、これにより、第３カップリング２３が矢示Ａ方向に円滑に移動せしめられる。
【００６２】
一方、主軸１２をアンクランプする場合には、第１接続管４１，第１供給孔３９，第１環状溝３５及び各第１接続孔３７を介して圧油供給装置４３から各第１油圧室３３内に圧油を供給すると、供給された圧油により、各当接部材３１が矢示Ｂ方向に移動して、第３カップリング２３が矢示Ｂ方向に移動せしめられ、各カップリング２１，２２，２３の歯の噛合が解除される。こうして、主軸１２がハウジング１０に対して回転可能な状態にアンクランプされる。
【００６３】
尚、各当接部材３１が、第３カップリング２３の円周方向に所定の間隔でそれぞれ配設されているため、当該各当接部材３１を介した圧油の作用によって、第３カップリング２３全体が略均等な力で押圧され、これにより、第３カップリング２３が矢示Ｂ方向に円滑に移動せしめられる。
【００６４】
また、圧油供給装置４３から各接続管４１，４２を介してハウジング１０内にその後端部側から供給された圧油は、当該ハウジング１０内に形成された各供給孔３９，４０、各環状溝３５，３６及び各接続孔３７，３８をそれぞれ経由してハウジング１０前端部側の各油圧室３３，３４内に流入するようになっており、ハウジング１０部における各油圧室３３，３４への圧油供給経路が、当該ハウジング１０内に形成されている。
【００６５】
また、ハウジング１０部における圧油供給経路に、各環状溝３５，３６が設けられているので、当該各環状溝３５，３６から各油圧室３３，３４に接続する各接続孔３７，３８を、ハウジング１０の円周方向の所定位置で効果的に分岐することができる。
【００６６】
斯くして、本例の主軸装置１によれば、各油圧室３３，３４への圧油の供給経路を、各供給孔３９，４０、各環状溝３５，３６及び各接続孔３７，３８としてハウジング１０内に形成するようにしているので、ハウジング１０部における圧油供給経路が、従来のように、当該ハウジング１０の外部に配置されておらず、当該主軸装置１のメンテナンスの容易化を図ることができ、また、外観デザイン的にも優れたものとすることができる。
【００６７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００６８】
上例では、第１円筒部材３２の外周面に第１及び第２の環状溝３５，３６をそれぞれ形成したが、これに限られるものではなく、支持穴１０ａの内周面に２条の環状溝をそれぞれ形成するようにしても良く、また、第１円筒部材３２の外周面に２条の環状溝の一方を形成し、支持穴１０ａの内周面に２条の環状溝の他方を形成するようにしても良い。
【００６９】
また、上例では、第１円筒部材３２の外周面に第１及び第２の環状溝３５，３６をそれぞれ形成したが、これに限られるものではなく、当該各環状溝３５，３６に代えて、第１及び第２の２条の螺旋溝を設けるようにしても良い。
【００７０】
そして、この場合、各螺旋溝の一方端側には各接続孔３７，３８がそれぞれ接続され、各螺旋溝の他方端側には、各供給孔３９，４０がそれぞれ接続される。このようにしても、上記環状溝３５，３６を設けたときと同様に、圧油供給装置４３からの圧油は、当該各螺旋溝から分岐した各接続孔３７，３８を通って各油圧室３３，３４内に流入せしめられるので、上記と同様の作用，効果が得られる他、更に、各螺旋溝内を流通する圧油によりハウジング１０や主軸１２などを冷却して、これらが軸受１１や駆動モータ１３などで発生した熱によって温度上昇するのを抑制することができる。
【００７１】
また、各螺旋溝は、環状溝３５，３６のときと同様に、これらを、支持穴１０ａの内周面に形成したり、第１円筒部材３２の外周面及び支持穴１０ａの内周面にそれぞれ形成するようにしても良い。
【００７２】
また、更に、上例では、主軸装置１を、これに当接部材３１を設けて構成したが、これに限られるものではなく、当接部材３１やこれが嵌挿される第３凹部１０ｄを設けずに、例えば、図２に示すような主軸装置２として構成しても良い。尚、図２において、上記主軸装置１の構成と同じ構成部分については、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００７３】
同図２に示すように、この主軸装置２は、外周面に鍔部２３ａが形成された第３カップリング２３、並びに第２凹部１０ｃの外周面に開口するとともに、その円周方向に設けられ、第３カップリング２３の鍔部２３ａが矢示Ａ方向及び矢示Ｂ方向に移動自在に収容される第３凹部１０ｅと、鍔部２３ａの矢示Ａ方向側の面と第３凹部１０ｅの矢示Ａ方向側の面との間に形成された第１油圧室５２と、鍔部２３ａの矢示Ｂ方向側の面と第３凹部１０ｅの矢示Ｂ方向側の面との間に形成された第２油圧室５３と、第１環状溝３５と第１油圧室５２とを接続する第１接続孔５４と、第２環状溝３６と第２油圧室５３とを接続する第２接続孔５５とが形成されたハウジング１０などを備える。
【００７４】
尚、前記第１接続孔５４は、その複数が、第１油圧室５２に第３凹部１０ｅの円周方向に所定の間隔でそれぞれ接続するように形成され、また、前記第２接続孔５５は、その複数が、第２油圧室５３に第３凹部１０ｅの円周方向に所定の間隔でそれぞれ接続するように形成される。
【００７５】
また、前記第１カップリング２１及びスペーサ２４には、当接部材３１の当接部３１ａを貫通させる貫通孔２１ａ，２４ａが形成されず、また、前記第３カップリング２３の一方端面には、当接部材３１の当接部３１ａが当接する平坦部が形成されないようになっている。
【００７６】
そして、この主軸装置２によれば、次のようにして、主軸１２は、ハウジング１０に対して非回転の状態にクランプされる一方、軸中心に回転可能な状態にアンクランプされる。
【００７７】
即ち、主軸１２をクランプする場合には、第２接続管４２，第２供給孔４０，第２環状溝３６及び各第２接続孔５５を介して圧油供給装置４３から第２油圧室５３内に圧油が供給されると、供給された圧油により、鍔部２３ａの矢示Ｂ方向側の面が押圧されて第３カップリング２３が矢示Ａ方向に移動し、これにより、第１カップリング２１，第２カップリング２２及び第３カップリング２３の各歯が相互に噛合して、主軸１２がハウジング１０に対して非回転の状態にクランプされる。
【００７８】
一方、主軸１２をアンクランプする場合には、第１接続管４１，第１供給孔３９，第１環状溝３５及び各第１接続孔５４を介して圧油供給装置４３から第１油圧室５２内に圧油が供給されると、供給された圧油により、鍔部２３ａの矢示Ａ方向側の面が押圧されて第３カップリング２３が矢示Ｂ方向に移動し、これにより、第１カップリング２１，第２カップリング２２及び第３カップリング２３の各歯の噛合が解除されて、主軸１２がハウジング１０に対して回転可能な状態にアンクランプされる。
【００７９】
尚、このとき、上記と同様に、各第１接続孔５４及び各第２接続孔５５が、第１油圧室５２及び第２油圧室５３に第３凹部１０ｅの円周方向に所定の間隔でそれぞれ接続しているため、当該各接続孔５４，５５から供給される圧油の作用によって、鍔部２３ａ全体が略均等な力で押圧され、これにより、第３カップリング２３が矢示Ａ方向及び矢示Ｂ方向に円滑に移動せしめられる。
【００８０】
また、ハウジング１０前端側の各油圧室５４，５５には、圧油供給装置４３から各接続管４１，４２を介してハウジング１０内にその後端部側から供給された圧油が、当該ハウジング１０内に形成された各供給孔３９，４０、各環状溝３５，３６及び各接続孔５４，５５をそれぞれ経由して流入せしめられる。
【００８１】
したがって、この主軸装置２によっても、上記と同様の作用，効果が奏される。尚、この場合において、前記鍔部２３ａは、第３カップリング２３の内周面に形成され、第３凹部１０ｅが第２凹部１０ｃの内周面に開口するように形成されていても良く、また、第２油圧室５３は、第３カップリング２３の他方端面と第２凹部１０ｃの矢示Ｂ方向側の面との間に形成されていても良い。
【００８２】
また、この場合においても、第１環状溝３５及び第２環状溝３６に代えて、支持穴１０ａの内周面や、第１円筒部材３２の外周面及び支持穴１０ａの内周面に、２条の環状溝をそれぞれ形成するようにしても良く、また、各環状溝３５，３６に代えて２条の螺旋溝を形成するようにしても良く、更に、各螺旋溝は、これらを、支持穴１０ａの内周面や、第１円筒部材３２の外周面及び支持穴１０ａの内周面にそれぞれ形成するようにしても良い。
【００８３】
また、上例では、主軸１２を、これが工具Ｔを保持するように構成したが、これに限られるものではなく、ワークを保持するように構成することもできる。また、各供給孔３９，４０は、ハウジング１０の後端部外周面に開口するように構成したが、この他、ハウジング１０の後端面に開口していても良く、ハウジング１０の前端部側に開口するように形成されていなければ良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態に係る主軸装置の概略構成を示した断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る主軸装置の概略構成を示した断面図である。
【図３】従来例に係る主軸装置の概略構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１    主軸装置
１０  ハウジング
１２  主軸
１３  駆動モータ
２０  クランプ機構
２１  第１カップリング
２２  第２カップリング
２３  第３カップリング
３０  直線駆動機構
３１  当接部材
３２  第１円筒部材
３３  第１油圧室
３４  第２油圧室
３５  第１環状溝
３６  第２環状溝
３７  第１接続孔
３８  第２接続孔
３９  第１供給孔
４０  第２供給孔
４１  第１接続管
４２  第２接続管
４３  圧油供給装置
【図１】
2005177964.tif 000003
【図２】
2005177964.tif 000004
【図３】
2005177964.tif 000005